【題目】如圖的水平軌道中,AC段的中點B的正上方有一探測器,C處有一豎直擋板,物體P1沿軌道向右以速度v1與靜止在A點的物體P2碰撞,并接合成復(fù)合體P,以此碰撞時刻為計時零點,探測器只在t1=2 st2=4 s內(nèi)工作,已知P1、P2的質(zhì)量都為m=1 kg,PAC間的動摩擦因數(shù)為μ=0.1,AB段長L=4 m,g10 m/s2,P1P2P均視為質(zhì)點,P與擋板的碰撞為彈性碰撞。

(1)v1=6 m/s,求P1、P2碰后瞬間的速度大小v和碰撞損失的動能ΔE;

(2)P與擋板碰后,能在探測器的工作時間內(nèi)通過B點,求v1的取值范圍和P向左經(jīng)過A點時的最大動能E。

【答案】19J 210m/sv114m/s 17J

【解析】試題分析:(1)由于P1P2發(fā)生彈性碰撞,據(jù)動量守恒定律有:

碰撞過程中損失的動能為:

2

解法一:根據(jù)牛頓第二定律,P做勻減速直線運動,加速度a=

設(shè)P1、P2碰撞后的共同速度為vA,則根據(jù)(1)問可得vA=v1/2

P與擋板碰撞前后過程當作整體過程處理

經(jīng)過時間t1,P運動過的路程為s1,則

經(jīng)過時間t2,P運動過的路程為s2,則

如果P能在探測器工作時間內(nèi)通過B點,必須滿足s1≤3L≤s2

聯(lián)立以上各式,解得10m/sv114m/s

v1的最大值為14m/s,此時碰撞后的結(jié)合體P有最大速度vA=7m/s

根據(jù)動能定理,

代入數(shù)據(jù),解得E=17J

解法二:從A點滑動到C點,再從C點滑動到A點的整個過程,P做的是勻減速直線。

設(shè)加速度大小為a,則a=μg=1m/s2

設(shè)經(jīng)過時間tP與擋板碰撞后經(jīng)過B點,[則:

vB=v-at,v=v1/2

t=2s時經(jīng)過B點,可得v1="14m/s"

t=4s時經(jīng)過B點,可得v1=10m/s

v1的取值范圍為:10m/sv114m/s

v1=14m/s時,碰撞后的結(jié)合體P的最大速度為:

根據(jù)動能定理,

代入數(shù)據(jù),可得通過A點時的最大動能為:

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于牛頓第二定律Fma,下列說法正確的是(  )

A. a的方向與F的方向相同

B. a的方向與F的方向相反

C. a的方向與F的方向無關(guān)

D. a的方向與F的方向垂直

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)用如圖所示裝置測量重力加速度g,所用交流電頻率為50 Hz。在所選紙帶上取某點為0號計數(shù)點,然后每3個點取一個計數(shù)點,所有測量數(shù)據(jù)及其標記符號如圖所示。

某同學(xué)用兩種方法處理數(shù)據(jù)(T為相鄰兩計數(shù)點的時間間隔):

方法A:由g1=,g2=,…,g5=,取平均值=8.667 m/s2;

方法B:由g1=,g2=,g3=,取平均值=8.673 m/s2。

從數(shù)據(jù)處理方法看,在x1、x2、x3、x4、x5x6中,對實驗結(jié)果起作用的,方法A中有____;方法B中有____。因此,選擇方法____(選填“A”或“B”)更合理,這樣可以減少實驗的____(選填“系統(tǒng)”或“偶然”)誤差。本實驗誤差的主要來源有____(試舉出兩條)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在同一地點有兩個靜止的聲源,發(fā)出聲波1和聲波2.在同一空間的空氣中沿同一方向傳播,如圖所示為某時刻這兩列波的圖象,則下列說法中正確的是( )

A. 波1速度比波2速度大

B. 在這兩列波傳播的方向上運動的觀察者,聽到的這兩列波的頻率可以相同

C. 在這兩列波傳播的方向上,會產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象

D. 相對于同一障礙物,波1比波2更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為一物體沿直線運動的xt圖象,根據(jù)圖象,求:

12 s內(nèi)的位移,第4 s內(nèi)的位移,前5 s的總路程和位移.

2各段的速度.

3畫出對應(yīng)的vt圖象.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一束截面為圓形(半徑R=1 m)的平行紫光垂直射向一半徑也為R的玻璃半球的平面,經(jīng)折射后在屏幕S上形成一個圓形亮區(qū)。屏幕S至球心的距離為D=(1) m,不考慮光的干涉和衍射,試問:

(1)若玻璃半球?qū)ψ仙獾恼凵渎蕿?/span>n=,請你求出圓形亮區(qū)的半徑。

(2)若將題干中紫光改為白光,在屏幕S上形成的圓形亮區(qū)的邊緣是什么顏色?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在做測定玻璃折射率的實驗時:

(1)如圖所示,在測定玻璃的折射率的過程中,眼睛在另一側(cè)透過玻璃磚看兩個大頭針,使B的像把A的像檔住。如果在眼睛這一側(cè)再插第三個大頭針C,應(yīng)使它把_________擋住,插第四個大頭針D,使它把_________________檔住,那么后兩個大頭針就確定了從玻璃磚射出的光線。

(2)某同學(xué)為了避免筆尖接觸玻璃面,畫出的a'b'和c'd'都比實際側(cè)面向外側(cè)平移了一些,如圖所示,以后的操作均正確,畫光路圖時將入射點和折射點都確定在a'b'和c'd'上,則測出的n值將________.(偏大、不變或偏。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一水平方向足夠長的傳送帶以恒定的速度v1沿順時針方向運動,一物體以水平速度v2從右端滑上傳送帶后,經(jīng)過一段時間又返回光滑水平面,此時速率為v2,則下列說法正確的是( )

A. v1v2,則v2v1

B. v1v2,則v2v2

C. 不管v2多大,總有v2v2

D. 只有v1v2時,才有v2v2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為“驗證碰撞中動量守恒”實驗的裝置示意圖:實驗前需要進行如下調(diào)節(jié):

A.固定斜槽時,應(yīng)使斜槽末端__________;

B.調(diào)整小支柱到槽口的距離和高度時要達到以下要求: 當入射小球放在斜槽末端,被碰小球放在支柱上時,調(diào)整支柱,使兩球接觸,并且使兩球的球心在同一水平直線上;

C.實驗中應(yīng)使A球每次均在斜槽上________從靜止釋放;

D.已用尺測得小球直徑為2.14cm,實驗中小球的落點情況如圖所示,入射球A與被碰球B的質(zhì)量比為mA:mB=3:2則實驗中碰撞結(jié)束時刻兩球動量大小之比pA:pB=___________。

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